(57)【要約】      （修正有）【課題】  フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における窓の発熱を抑制して、窓部材中央領域の窓の破損を防止するとともに、各窓から放射される電子ビーム出力を均一化する。【解決手段】  真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、電子を透過する窓２４ａがフィラメント軸Ｘ−Ｘに沿って複数個形成された窓部材２４を有する電子ビーム管において、それぞれの窓２４ａは同じ形状であって、フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域Ａにおいては、隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離が、フィラメント軸方向の窓部材周辺領域Ｂにおける隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離より、大きくなっている。【選択図】    図２
2006017666.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放射された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って複数個形成された窓部材を有する電子ビーム管において、
前記それぞれの窓は同じ形状であって、
前記フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離が、前記フィラメント軸方向の窓部材周辺領域における隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離より、大きくなっていることを特徴とする電子ビーム管。
【請求項２】
真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放射された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って複数個形成された窓部材を有する電子ビーム管において、
前記フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における窓の大きさが、前記フィラメント軸方向の両側である窓部材周辺領域における窓の大きさより、小さくなっていることを特徴とする電子ビーム管。
【請求項３】
真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放射された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って複数個形成された窓部材を有する電子ビーム管において、
前記それぞれの窓は同じ形状であって、
前記フィラメント軸方向と直交する方向の中央側である窓部材中央領域における隣合う窓のフィラメント軸と直交する方向に沿った離間距離が、前記フィラメント軸方向と直交する方向の窓部材周辺領域における隣合う窓のフィラメント軸と直交する方向に沿った離間距離より、大きくなっていることを特徴とする電子ビーム管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハのレジストの硬化や各種印刷物のインクの乾燥等に利用される電子ビームを用いた真空型の電子ビーム管に関するものであり、特に、電子ビーム管の電子を透過する窓に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子ビーム管は、特開２００１−５９９００号公報に記載されている構造であり、図１を用いて説明する。
電子ビーム管１は、真空容器２と、この真空容器２の内部に設けられた電子ビーム発生器３とから成る。
真空容器２は、例えば、パイレックスガラスから成る有底円筒状の容器本体２１と、この容器本体２１の前方開口を覆うように設けられた蓋部材２２とから成り、その内部は真空に保たれる。
【０００３】
蓋部材２２には、電子ビーム発生器３の直線状のフィラメント３ａから放射された電子が通過する電子ビーム通過孔２３が形成されており、その電子ビーム通過孔２３を密閉するように窓部材２４が設けられている。
上記において、電子ビーム通過孔２３は、例えば、横方向（図１で左右方向）に細長い長方形状とされている。
【０００４】
また、窓部材２４は、例えば、全厚５００μｍのシリコンウエハを材料として、これをエッチング処理により薄膜化してフィラメント３ａから放射された電子を透過する矩形状の窓２４ａを形成したものであり、その窓２４ａの厚さは、例えば３μｍ程度であって、複数横方向（図１の左右方向）に並んで形成されている。なお、図１中、窓２４ａは機能を説明するために模式的に示すのであり、後述する図７の窓の数と異なって示されているものである。
そして、これらの隣接する窓２４ａ間には、厚さ１００〜５００μｍ程度の補強用の梁２４ｂが残留する形で形成されている。
【０００５】
図７は、図１中、矢印Ａ方向から見た従来の窓部材２４の説明図であって、窓２４ａは、全て同じ形状であって、フィラメント軸Ｘ−Ｘ（図１も合わせて参照）に沿って等間隔で複数形成されている。なお、２４ｂは隣接する窓間に存在する梁であり、図７中、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）に沿って、左から順番に窓２４ａには番号をつけて示す。
【特許文献１】特開２００３−２４２９３０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１で示すようにフィラメント３ａは、直線状であり、その両端は給電用リード３１に接続された構造なので、フィラメント３ａの両側の熱は給電用リード３１に奪われてしまい、フィラメント３ａが均一な温度にならず、フィラメント３ａはフィラメント軸に対して中央側の位置では、両側に比べ高温になり、高温となった分だけフィラメント３ａの中央側では電子が両側に比べ、多く放射される構造になっている。
【０００７】
図８は、各窓２４ａから放射される電子ビーム出力を示す図であり、中央側の窓５、６から放射される電子ビーム出力は、窓全体からでる電子ビーム出力を１００％とした場合に共に２４％であり、図からわかるように両側の窓、１、２、３、４、７、８、９、１０から放射される電子ビーム出力より著しく高くなっていることがわかる。
【０００８】
この結果、フィラメント軸に対して中央側に位置する窓５、６を透過する電子量が多くなるので窓の温度が、両側に位置する窓の温度より高くなり、電子ビームの高出力化の傾向に伴い、中央側に位置する窓の発熱が大きくなり、中央側に位置する窓が短時間で破損するという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであって、フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における窓の発熱を抑制して、窓部材中央領域の窓の破損を防止するとともに、各窓から放射される電子ビーム出力が均一化された電子ビーム管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の電子ビーム管は、真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放射された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って複数個形成された窓部材を有する電子ビーム管において、前記それぞれの窓は同じ形状であって、前記フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離が、前記フィラメント軸方向の窓部材周辺領域における隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離より、大きくなっていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の電子ビーム管は、真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放射された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って複数個形成された窓部材を有する電子ビーム管において、前記フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における窓の大きさが、前記フィラメント軸方向の両側である窓部材周辺領域における窓の大きさより、小さくなっていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の電子ビーム管は、真空容器の内部に電子を放出するフィラメントが直線状に配置され、当該フィラメントから放射された電子を透過する窓がフィラメント軸に沿って複数個形成された窓部材を有する電子ビーム管において、前記それぞれの窓は同じ形状であって、前記フィラメント軸方向と直交する方向の中央側である窓部材中央領域における隣合う窓のフィラメント軸と直交する方向に沿った離間距離が、前記フィラメント軸方向と直交する方向の窓部材周辺領域における隣合う窓のフィラメント軸と直交する方向に沿った離間距離より、大きくなっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子ビーム管によれば、フィラメント軸方向の中央側である窓部材中央領域における窓の発熱を抑制して、窓部材中央領域の窓の破損を防止するとともに、各窓から放射される電子ビーム出力が均一化されたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の電子ビーム管は、図１に示す電子ビームと窓部材を除く構造は同じであり、図１を用いて本発明の電子ビーム管の基本構造を説明する。
【００１５】
電子ビーム管１は、真空容器２１の内部に電子を放出するフィラメント３ａが直線状に配置され、フィラメント３ａから放射された電子を透過する窓２４ａがフィラメント軸Ｘ−Ｘに沿って複数個形成された窓部材２４を有している。
【００１６】
そして、窓部材２４は、図２に示すように、それぞれの窓２４ａは同じ形状である。図２中、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）に沿って、左から順番に窓２４ａには番号１〜１０をつけて示し、両側の窓１、１０は２つの窓で１つの窓と定義している。
また、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の中央側である窓部材中央領域Ａにおける隣合う窓２４ａのフィラメント軸に沿った離間距離が、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の窓部材周辺領域Ｂにおける隣合う窓２４ａのフィラメント軸に沿った離間距離より、大きくなっている。
【００１７】
具体的には、窓部材中央領域Ａにおける隣合う窓５と窓６のフィラメント軸に沿った離間距離Ｌ１は３ｍｍであり、窓部材周辺領域Ｂにおける隣合う窓同士の離間距離である、窓４と窓５のフィラメント軸に沿った離間距離Ｌ２は２ｍｍであり、窓３と窓４の離間距離Ｌ３は１．５ｍｍであり、窓２と窓３の離間距離Ｌ４は１ｍｍであり、窓１と窓２の離間距離Ｌ５は０．６ｍｍであり、隣合う窓１同士の離間距離Ｌ６は０．３ｍｍであり、窓部材周辺領域Ｂでは、フィラメント軸方向の両側に行くにしたがって、離間距離が順次小さくなっている。
【００１８】
図３は、各窓２４ａから放射される電子ビーム出力を示す図であり、窓部材中央領域Ａの窓５、６から放射される電子ビーム出力は、窓全体からでる電子ビーム出力を１００％とした場合に共に２２％であり、図８に示す従来の窓部材中央領域の窓から放射される電子ビーム出力２４％と比べ小さくなっており、窓部材中央領域Ａの窓５、６を透過する電子量が従来の窓と比べ少なくなっているので窓の発熱が抑制され、熱によって窓が破損することを抑制できることがわかる。
【００１９】
また、本発明の窓部材によれば、窓部材中央領域の電子ビーム出力が抑えられる結果、各窓から放射される電子ビーム出力が図８に示す従来の窓部材に比べ均一化されていることがわかる。
【００２０】
次に、本願発明の他の実施例の窓部材を示す。
図４に示すように、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の中央側である窓部材中央領域における窓の大きさが、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の両側である窓部材周辺領域における窓の大きさより、小さくなっている。
図４中、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）に沿って、左から順番に窓２４ａには番号１〜１０付けて示す。
【００２１】
具体的には、窓部材中央領域Ａにおける窓５、窓６の大きさは、縦６ｍｍ、横１ｍｍの６ｍｍ２であり、窓部材周辺領域Ｂにおける窓１〜４及び７〜１０の大きさは、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の両側に行くにしたがって順次小さくなっており、窓４と窓７は７．２ｍｍ２、窓３と窓８は８．４ｍｍ２、窓２と窓９は１０．２ｍｍ２、窓１と窓１０は１２ｍｍ２である。
【００２２】
図５は、各窓２４ａから放射される電子ビーム出力を示す図であり、窓部材中央領域Ａの窓から放射される電子ビーム出力は、窓全体からでる電子ビーム出力を１００％とした場合に共に１７％であり、図８に示す従来の窓部材中央領域の窓から放射される電子ビーム出力２４％と比べ小さくなっており、窓部材中央領域Ａの窓５、６を透過する電子量が従来の窓と比べ少なくなっているので窓の発熱が抑制され、熱によって窓が破損することを抑制できることがわかる。
【００２３】
また、本発明の窓部材によれば、窓部材中央領域の電子ビーム出力が抑えられる結果、各窓から放射される電子ビーム出力が図８に示す従来の窓部材に比べ均一化されていることがわかる。
【００２４】
次に、本願発明の他の実施例の窓部材を、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明する。
図６（ａ）（ｂ）は、それぞれの窓２４ａは同じ形状であり、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の中央側である窓部材中央領域Ａにおける隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離が、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の窓部材周辺領域Ｂにおける隣合う窓のフィラメント軸に沿った離間距離より、大きくなっているものである。
【００２５】
さらに、図６（ｂ）では、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ−Ｙ方向）においても、Ｙ−Ｙ方向の中央側である窓部材中央領域Ａと、Ｙ−Ｙ方向の両側である窓部材周辺領域Ｂが存在し、窓部材中央領域Ａにおける隣合う窓の離間距離が、窓部材周辺領域Ｂにおける隣合う窓の離間距離より大きくなっているものである。
これは、フィラメント３ａから放射された電子は、フィラメント軸方向と直交する方向において中心部分に集まるレンズ効果があり、フィラメント３ａから放射された電子はフィラメント軸方向と直交する方向の中央側では両側に比べ電子の量が多くなるものであり、上記のような窓構造を採用することにより、フィラメント軸方向と直交する方向においても、窓部材中央領域Ａを透過する電子量を従来の窓構造を採用した場合に比べ少なくできるので窓の発熱を抑制することができ、窓の破損を防止できるものである。
【００２６】
図６（ｃ）は、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の中央側である窓部材中央領域Ａにおける窓の大きさが、フィラメント軸方向（Ｘ−Ｘ方向）の両側である窓部材周辺領域Ｂにおける窓の大きさより、小さくなっている。また、窓部材中央領域Ａにおける隣合う窓の離間距離が、窓部材周辺領域Ｂにおける隣合う窓の離間距離より、大きくなっているものである。
【００２７】
この結果、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す窓部材２４においても、窓部材中央領域の窓から放射される電子ビーム出力が、窓部材周辺領域の窓から放射される電子ビーム出力に小さくでき、窓部材中央領域の窓の発熱が抑制され、熱によって窓が破損することを抑制することができる。
さらには、各窓から放射される電子ビーム出力を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電子ビーム管の説明図である。
【図２】本発明の電子ビーム管の窓部材の説明図である。
【図３】図２に示す発明の電子ビーム管の窓から放射される電子ビームの出力分布を示すデータ説明図である。
【図４】本発明の電子ビーム管の他の窓部材の説明図である。
【図５】図４に示す発明の電子ビーム管の窓から放射される電子ビームの出力分布を示すデータ説明図である。
【図６】本発明の電子ビーム管の他の窓部材の説明図である。
【図７】従来の電子ビーム管の窓部材の説明図である。
【図８】図７に示す従来の電子ビーム管の窓から放射される電子ビームの出力分布を示すデータ説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    電子ビーム管
２      真空容器
２１    容器本体
２２    蓋部材
２３    電子ビーム通過孔
２４    窓部材
２４ａ  窓
２４ｂ  梁
３      電子ビーム発生器
３ａ    フィラメント
３１    給電用リード
【図１】
2006017666.tif 000003
【図２】
2006017666.tif 000004
【図３】
2006017666.tif 000005
【図４】
2006017666.tif 000006
【図５】
2006017666.tif 000007
【図６】
2006017666.tif 000008
【図７】
2006017666.tif 000009
【図８】
2006017666.tif 000010